试论高硼硅玻璃在小家电产品的应用

试论高硼硅玻璃在小家电产品的应用

陈前

广东美的生活电器制造有限公司   528311

摘要：当前全民生活水平不断提高，家电产品性能和材质要求越来越追求健康、安全和环保理念。高硼硅玻璃作为一种健康食品级材质，逐渐在养生加热水壶、咖啡机、搅拌机以及烤箱视窗等小家电产品中广泛应用。本文主要探究了高硼硅玻璃的优势，高硼硅玻璃在小家电产品的应用及其技术要点，为相关人员（或工程）提供参考。

关键词；高硼硅玻璃；小家电产品；玻璃连接加热技术

引言：高硼硅玻璃技术是一种特殊的玻璃制备技术，其主要成分是硅氧化物（SiO2）和硼氧化物（B2O3）。相比于普通玻璃，高硼硅玻璃含有更高比例的硼氧化物，赋予它一系列独特的特性，如高抗热性、化学稳定性和优异的光学性能和机械强度。高硼硅玻璃技术具有较高的发展潜力，随着科技进步和市场需求的增长，其在小家电产品中的应用将会进一步扩大和深化，为产品力提升和创新提供更多可能性。

一、高硼硅玻璃的优势

高硼硅玻璃是一种特殊类型的玻璃，其硼氧化物含量在10%至25%之间，使得其具有一些独特的特性和应用优势。第一，耐热性。高硼硅玻璃具有耐高温性能，能够在高温约150℃温差下，保持稳定的物理性质和化学性质。第二，化学稳定性。高硼硅玻璃对化学腐蚀有很强的抵抗能力，能够抵抗大多数酸、碱以及其他化学物质的侵蚀。它在化学实验室器皿（如烧杯，烧瓶，量杯等）、化学反应容器等领域得到广泛应用。第三，光学性能。高硼硅玻璃具有很好的透光性，能够传递光线而不产生明显的色散或吸收。在光学领域中被用作光学器件的基材，如光学透镜、光学窗口等。第四，机械强度。虽然高硼硅玻璃相对于普通玻璃而言较硬，但它仍然具有较高的机械强度，能够抵抗一定程度的冲击和压力，不易破碎。第五，低热膨胀系数。高硼硅玻璃的热膨胀系数相对较低，在温度变化时，其尺寸变化较小。使得高硼硅玻璃在需要稳定尺寸的应用中优势明显，如光学仪器和精密设备的制造。总的而言，高硼硅玻璃以其优异的高抗热性、化学稳定性、光学性能、机械强度以及热膨胀系数而闻名，这些特性使得它在多个领域都有广泛的应用，包括但不限于小家电产品、光学器件、化学容器等。

二、高硼硅玻璃在小家电产品的应用

高硼硅玻璃的理化性能主要体现在以下方面：高硼硅玻璃的膨胀系数参照：3.3×10-6/℃；高硼硅玻璃的密度：2.23±0.02g/cm3；高硼硅玻璃的耐酸耐水一级、耐碱二级；高硼硅玻璃的退火温度参照：560±10ºC，转变点温度525±15ºC，应变点温度515±10ºC；高硼硅玻璃耐热温度：瞬间温差0-150 ºC之间。由于高硼硅玻璃可以承受150℃以上的温差，高透光性（作为加热器具杯身可以清晰看到食材或者液体等在产品内部烹饪的全过程，带来视觉冲击和享受），同时抗热冲击强度高，还具备抗酸碱性腐蚀等，因而被广泛应用于小家电产品。例如：养生壶、玻璃水壶、煮水茶壶、电热水瓶，加热破壁搅拌机等产品的杯身或者内胆材质上，具有洁净透明、耐高温的特征，给用户提供材质安全保证。

高硼硅玻璃在小家电产品中有多种应用案例，以下是一些常见的例子：

1、养生壶。高硼硅玻璃常用于养生加热水壶的壶身和壶嘴部分。由于其耐高温性能和化学稳定性，高硼硅玻璃能够承受高温的热水，不易变形或开裂。同时，透明的特性使得用户可以清晰地观察到水位和水质，提升了使用体验。

2、电火锅。在电火锅的内胆部分，高硼硅玻璃也有应用。这种玻璃具有耐高温和化学稳定性，能够承受火锅高温烹饪的过程，食材不易粘底，并且容易清洁，不会对食物产生异味。

3、咖啡机。在咖啡机中，高硼硅玻璃常用于咖啡壶或玻璃壶体的制造。这种玻璃能够承受高温的咖啡冲泡过程，而且不会影响咖啡的味道或产生有害物质。透明的特性还能够让用户清晰地观察到咖啡冲泡的过程。

4、搅拌机。高硼硅玻璃也常用于搅拌机的搅拌杯部分。这种玻璃具有耐热性和化学稳定性，能够承受高温和酸碱性的食物，不会使食物产生异味和任何有害物质，且容易清洗。

5、烤箱视窗。在烤箱的窗户部分，高硼硅玻璃能够承受高温的烘烤过程，保持透明度，使用户可以观察食物烘烤的情况而无需打开烤箱门，这有助于用户操作体验。

综上所述，高硼硅玻璃在小家电产品中的应用涵盖了多个领域，其耐热性、化学稳定性和透明度，易清洁等优势使得它成为制造小家电产品的理想材料之一，应用规模逐年增长。

三、高硼硅玻璃在小家电产品的技术要点

随着高硼硅玻璃杯的普及，越来越多受到消费者的喜爱和青睐。部分五金不锈钢材质开始被玻璃壶体和玻璃配件等替代，但高硼硅玻璃杯配合加热部件等也有相关技术要求。下文将对高硼硅玻璃在小家电产品的技术要点进行分析。

1、高硼硅玻璃杯与加热部件连接技术

高硼硅玻璃配合加热器具，因此需要和底部金属发热盘连接。杯体一般为薄壁吹制成型，薄壁吹制高硼硅玻璃刚性好，不能打孔和紧固件螺钉等连接。常规应用有以下几种方式：方式一，用金属或者塑料材质卡圈紧箍在玻璃杯配合槽位上和其他部件连接；方式二，玻璃杯底部和顶部用食品级耐高温胶粘接的方式，把不同的材料零件和玻璃杯粘接在一起，胶固化后起到连接作用；方式三，玻璃杯体设置螺纹，与底盘旋合配合密封圈的方式，如搅拌破壁机等产品应用较多。

2、分体式全玻璃壶技术

分体式设计是指壶身与发热盘是分离的，目前市面上的全玻璃恒温壶大多采用这种结构。这一设计特点在于发热盘和玻璃壶底均是外露的。使用时，将壶身放置在底座发热盘上，通过热盘传递热量给玻璃对水进行加热。分体式全玻璃壶有以下优势：壶身相对轻便，清洁和保养十分方便，玻璃壶内无粘接等带电部件，可以实现用水清洗，技术门槛和生产成本相对较低。同时该产品技术也存在弊端，一是发热盘外露存在高温，用户误触摸容易被烫伤安全风险。二是壶底玻璃外露，容易在提取，拿放壶时直接碰撞玻璃杯，加大破杯风险。

3、一体式全玻璃壶加热技术

传统高硼硅玻璃杯身配合底部发热盘进行加热工作，由于玻璃杯和五金发热底盘有粘胶连接后缝隙存在，导致容易卡渣，或者粘接不牢有漏水等问题，设计需优化。随着技术升级，出现了全玻璃底和发热盘一体加热技术。全玻璃底的结构实现了底部一体无缝，不藏污纳垢，生锈、噪音等问题也迎刃而解。

全玻璃底和发热盘一体加热技术，难度在于玻璃导热系数较低，采用大功率加热后，热量不能及时传到水中，底部加热组件储热量较大，导致铝板和底部空腔温升较高，对周围零件耐高温选型要求高。为了改善加速传热，需在底部发热体铝板和玻璃杯底部之间增加导热硅脂或者导热凝胶传热。同时，为了匹配高硼硅玻璃杯的耐温温差，电控软件也会作适配性控制和调整，产品得以稳定应用。

4、IH全玻璃底加热技术

为了进一步提升家电产品水电分离等安全需求，出现了IH电磁加热的全玻璃技术。IH加热技术具备快速升温、均匀加热的优势，煮食材容易充分煮透。其原理是在高硼硅材质的玻璃杯底部设置有高温烧结的导磁膜，匹配底座的IH线圈盘进行电磁加热。另外，该技术的匹配温控更精准，恒温误差范围可以缩小到±2℃以内。为了加强该类技术产品更加安全使用，在有导磁膜的玻璃杯底部设计有密封底盖缓冲保护，有效降低磕碰碎裂的风险。同时IH技术底座采用全密封表面设计，有效保护电磁线圈盘，外观更加流畅，展现出更高的技术和美感。

四、结束语

总体而言，高硼硅玻璃作为一种特殊的材料，在各个领域都有广阔的应用前景。随着技术的不断进步和需求的不断变化，高硼硅玻璃将继续发展和演进，为各个行业的创新和发展提供支持。

参考文献

[1]吴文玲.高硼硅玻璃的产品质量控制[J].江苏建材,2018(01):9-11.

[2]西北轻工业学院编.玻璃工艺学[M].北京：中国轻工业出版社，1982.